黄土丘陵区两类天然草地群落地上部数量特征及其与土壤水分关系的比较研究

对陕北安塞两类典型的天然草地群落：铁杆蒿（ Ａｒｔｅｍ ｉｓｉａ ｇｍ ｅｌｉｎｉｉ）群落和长芒草（ Ｓｔｉｐａ ｂｕｎｇｅａｎａ）群落进行了整个生长季的调查和测定。从其土壤水分状况、季相和植物组成状况、结构、地上部数量特征（包括生物量、高度、盖度）、地上部生长与水分的关系几个方面作了系统的比较分析,以反映黄土丘陵区森林草原带不同立地条件下天然草地群落地上部的生长状况。     

黄土丘陵区两类天然草地群落地上部数量特征及其与土壤水分关系的 …

对陕北安两类的天然草地群落,铁杆蒿群落和长芒草群落进行了整个生长季的调查和测定。从其土壤水分状况、季相和植物组成状况,结构、地上部数量特征（包括生物量、高度、盖度）、地下部生长与水分的关系中央委员会上方面作了系统的比较分析,以反映黄土丘陵区森林草原带不同立地条件下天然草地群落地上部的生长状况。     

黄土丘陵区两类天然草地群落地下部生长及其与土壤水分关系的比较 …

对陕北安塞两个黄型的天然草地群落：铁杆蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｇｍｅｌｉｎｉｉ）群落 的长芒草（Ｓｔｉｐａ ｂｕｎｇｅａｎａ）群落的地下部生长拳头进行了整个生长季的调查和测定。从其     

干旱气候对白羊草群落地下部生长影响的初步观察

对大旱之后白羊草（Bothrichloa ischaemum）群落地下部的生长状况与1991平水年该群落地下部的生长关况进行比较,以反映干旱气候对白羊草群落地下部生长的影响,结果表明,极旱年下生物量的峰值达到1249g.m^-2,比平水年峰值586g.m^-2高1倍多,在极旱年或旱季根系主要集中分布的层次下移,而在平水年或雨季则上移,极旱年群落地下生物量的周转值为52．64％,显著高于平水年时的周转值18．36％,极旱年群落的地下生物量与地上生物量在生长中互为消长关系,而平水年两者在生长季同时增另,基本呈直线关系,极旱年群落的地下生物量与地上生物量比为11．19,显著高于水平年时的比值2．03,极旱年群落的地下净初级生产量为390．7g.m^-2.年^-1,比平水年时的生产量107．6g.m^-2.年^-1高2．63倍。     

中国草地生物量地上-地下分配格局: 基于个体水平的研究

生物量的地上-地下分配反映了植物的生长策略, 并且生物量地上-地下分配会影响土壤碳输入进而影响陆地生态系统碳循环. 然而, 根系采样的困难使得作为陆地生态系统碳循环模型中重要参数的地下-地上生物量比(R/S)存在很大不确定性. 2006~2007年, 分别对内蒙温带草地19个样地中的42个优势物种, 以及青藏高寒草地16个样地中53个优势物种的地上生物量与地下生物量进行了调查, 试图揭示个体水平上草地生物量的地上-地下分配格局及其与环境因素的关系, 同时与群落水平的观测结果进行比较. 总体上, 中国草地物种的地下-地上生物量比的中值为0.78, 其中青藏高寒草地植物个体的R/S低于内蒙温带草地, 青藏高寒草地植物个体地上生物量与地下生物量相关生长关系的斜率显著低于内蒙温带草地植物. 中国草地植物个体水平的地下-地上生物分配并不支持等速生长假说. 中国草地植物个体水平的地下-地上生物量比随年均温和年降水没有明显变化趋势. 群落水平与个体水平的R/S存在很大差异, 可能的原因是个体水平根系采样不全而低估了R/S, 而群落采样低估了地上生物量同时高估了地下生物量致使R/S 被高估. 结果表明, 如果用之前报道的R/S可能会高估草地地下生物量.     

基于OTCs模拟增温方式探讨气候变暖对青藏高原草地生态系统的影响

开顶式生长室(OTCs)增温实验是研究全球气候变化与陆地生态系统关系的主要方法之一,已广泛应用于青藏高原地区。该文通过对近些年国内外研究文献的回顾,分别从植物物候、群落结构、生物量和土壤方面综合分析青藏高原草地生态系统对OTCs模拟增温实验的响应。研究发现:增温使群落返青期提前、枯黄期延迟,生长季延长;有利于禾本科植物的生长;高寒草甸地下生物量分配格局向深层转移;高寒草地生态系统对模拟增温的响应存在不确定性,受到地域、群落类型和实验时间的影响;在增温条件下,降雨和冻土融化引起的土壤水分变化通过调控生态系统的物候、生产力、土壤等途径控制着生态系统对气候变暖的响应。并在此基础上,提出了将来应着重研究的几个方面。     

半干旱黄土区不同管理措施下草地群落结构对短期氮、水添加的响应

氮沉降和降水变异显著影响草地群落结构和功能,但缺乏对不同管理措施下草地群落结构对氮沉降和降水变异响应的研究。为模拟不同管理措施下草地群落结构对氮沉降和降水变异的响应特征,以半干旱黄土区云雾山国家自然保护区典型草原为研究对象,系统分析了在封育、刈割和火烧三种管理措施下,氮添加和水添加对群落地上生物量、功能群组成和群落多样性的影响。结果表明,氮添加和水添加对地上生物量、功能群组成和群落多样性指数的影响因管理措施不同有所差异。（1）在封育草地上,氮添加显著降低物种多样性,对地上生物量影响较小;水添加显著增加物种多样性指数,氮添加和水添加的交互作用显著增加地上生物量、禾本科所占比例和莎草科所占比例;物种多样性指数均与地上生物量无显著相关,与不同功能群所占比例显著相关。（2）在刈割草地上,氮添加和水添加显著提高草地群落地上生物量,氮添加和水添加交互作用尤为显著;氮添加和水添加显著增加物种丰富度指数,对物种均匀度影响较小;杂草类所占比例和地上生物量对Shannon-Weiner多样性指数的贡献率较大。（3）在火烧草地上,氮添加和水添加显著提高群落地上生物量,对物种多样性的影响因年份不同有所差异,氮添加和水添加交互作用具有累加效应;Shannon-Weiner多样性指数与地上生物量呈显著负相关,与莎草科所占比例呈显著正相关。研究表明管理措施显著影响群落结构对氮添加和水添加的响应特征,亦改变生产力和物种多样性的关系模式,为更好地应对全球变化进行草地管理提供数据支撑。     

黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

环青海湖地区天然草地和退耕恢复草地植物群落生物量对氮、磷添加的响应

植物群落生物量反映了植被的初级生产能力, 是陆地生态系统碳(C)输入的最主要来源, 往往受到自然界中氮(N)、磷(P)元素供应的限制。该试验以青藏高原环青海湖地区的高寒草原为研究对象, 探讨了天然草地和退耕恢复草地植被群落生物量对N (10 g·m^-2)、P (5 g·m^-2)养分添加的响应。N、P添加显著增加了天然草地禾草的生物量, 进而促使地上总生物量显著提高。退耕恢复草地禾草和杂类草的生物量对N添加均有一致的正响应, 从而促使地上总生物量显著增加174%, 群落地上和地下总生物量显著增加34%; 而P添加对恢复草地生物量各项参数均无显著影响。回归分析显示: 天然草地植物群落地上生物量随土壤中NO₃^--N含量的增加而增加(p < 0.05), 退耕恢复草地植被地上、地下和总生物量均与土壤NO₃^--N含量显著正相关(p < 0.01), 说明环湖地区高寒草原植物生长主要受N供应的限制, P的限制作用随土地利用方式的转变和群落演替阶段的不同而变化; 相比天然草地, 恢复草地在现阶段植被初级生产力受N的限制作用更强烈, 土壤中可利用N含量是限制其植被自然恢复和重建的关键因子。     

干旱气候对白羊草群落土壤水分和地上部生长的初步观察

对大旱之年白羊草（Ｂｏｔｈｒｉｃｈｌｏａ ｉｓｃｈａｅｍｕｍ）群落的善上壤水分状况和地上部的生长状况进行了研究。结果表明,白羊草群落在整个生长期都处于水分严重亏缺状态,植物生长被大大地抑制。种类少而单调,群落地上生物量、高度和盖度受上壤水分的影响沿升－降－升－降的方向变化。地上年净初级生产量仅为８３．８ｇ／ｍ＾２,比正常年份低２～４倍。干物质含量则显著高于正常年份。     

黄土高原半干旱区退化草地恢复与利用过程研究

草地退化表现为土壤和植被遭到彻底破坏,草地演替过程受到强烈抑制.实验采用长期(30年)封禁措施,定位监测退化草地从次生半裸地演变为近似原生植被(进展演替)的变化过程.结果表明,随着封禁时间的变化,退化草地恢复演替经历了4个阶段,群落盖度、植株密度、物种丰富度和多样性指数、地上生物量和地下生物量在草地群落恢复过程中逐渐增加,其特征变化出现的峰值均在封禁第20年(地下生物量峰值在第15年),其中地上生物量最高达520.5 g/m2;直到封禁的第20~25年,以本氏针茅为建群种的草原群落衰败退化现象明显,而大针茅种群密度剧增;在封禁的第26年以上以大针茅为优势的群落生长较为稳定,从目前群落演替进程看,大针茅有替代本氏针茅的趋势.另外,在草原沟道两侧以斑块状聚集分布有中旱生灌木,群落的演替进入了一个新的阶段.随着封禁时间的延续,退化草地从自然封禁恢复的0~26年,通过侵入-竞争-扩散-定居的几个演替阶段,目前形成以大针茅为建群种相对稳定的"亚顶级".虽然草地生物量有一定下降,但草地质量提高,物种多样性丰富,促进草地的进展演替.草地植物群落主要由禾本科、豆科和菊科组成;多年生植物、C3和旱生物种可以作为草地演替过程和植被恢复的指示物种.长期封育对草地物种更新和生态系统稳定性有负面影响,因此,合理的封育时间是草地生态恢复中非常重要的一个因素.本研究提出,在黄土区退化草地封育10~15年后可以开始进行合理的利用,例如通过两年一次刈割和轻度放牧(2只羊/hm2).本研究可为干旱区、半干旱区相似的退化草地恢复提供理论依据.     

松嫩盐碱草地西部的植物群落特征与土壤因子动态关系分析

应用逐步回归法,分析了5~9月松嫩盐碱草地植物群落的生物量、丰富度、多样性和均匀度与同月土壤因子间的关系。松嫩盐碱草地植物群落特征受若干土壤因子的共同影响,不同月份影响因子的变化较复杂。5~7月土壤盐分和养分共同影响着松嫩盐碱草地植物群落生物量,但是土壤盐分因子与群落生物量的相关性更明显（5月的Ca²⁺质量分数,6月和7月的Mg²⁺质量分数）。土壤盐分因子在整个生长季内对松嫩盐碱草地植物群落生物量的直接作用都大于土壤养分因子的。6月时影响松嫩盐碱草地植物群落丰富度、Simpson指数和Shannon指数的土壤养分因子增加,其中土壤全氮质量分数的直接作用是所有土壤因子中最大的。8月植物群落生物量、Simpson指数和Shannon指数仅受土壤盐分因子影响,其中生物量与土壤pH值以及Simpson指数与土壤碱化度都是极显著负相关,Shannon指数与土壤含盐量显著负相关。6~9月的松嫩盐碱草地植物群落均匀度也同时受土壤养分和盐分因子的作用,其中6月和9月时土壤盐分因子对群落均匀度的直接作用更突出。生长末期（9月）松嫩盐碱草地植物群落生物量与土壤因子间的关系以及生长初期（5月）植物群落均匀度与土壤因子间的关系都不明显。     

陕北黄土高原铁杆蒿群落生物量初步研究

本文研究了陕北黄土高原森林区和森林草原地带分布面积广、在群落演替过程中具明显地位的铁杆蒿群落生物量,测定了地上和地下生物量的季节、空间和地带性变化。结果表明,铁杆蒿群落生物量季节动态明显,9月下旬地上和地下生物量均达峰值,分别为241.94g/m~2和1860.46g/m~2,地下生物量6月出现负值,这与植物生长发育阶段的物质运转有关。森林草原由于水条件的限制,地上和地下生物量均低于森林区。     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分（地上、地下部分）之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析,结果表明：在测定年度（1998）整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量及土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%,地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显的乘幂关系,上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

内蒙古温带草地生物量及其与环境因子的关系

利用实际观测的113个地面数据,估算了内蒙古温带草地地上、地下生物量的大小,揭示了其空间分布和地下生物量的垂直分布规律,并探讨了不同环境因素对地上、地下生物量的调控作用．主要结果如下：（1）3种草地类型（荒漠草原、典型草原和革甸草原）的生物量存在显著差异;其地上生物量分别为56．6,133．4和196．7g／m^2,地下生物量分别为301．0,688．9和1385．2g／m^2;（2）地上生物量和地下生物量均呈现自西南向东北增加的空间分布特征;3种草地具有相似的地下生物量垂直分布特征;总体上,温带草地表层（0～10cm）地下生物量约占总地下生物量的一半;（3）降水是导致内蒙古温带草地生物量空间变异的主要因子．地下生物量的垂直分布与降水关系密切,而受土壤质地和草地类型的影响较弱．     

甘肃天祝主要高山草地的生物量及光能转化率

 本文报道了天祝高山草地的杜鹃+柳-苔藓草地、珠芽蓼草地、线叶嵩草草地及其改良的禾草—杂类草半人工草地、多年生禾草人工草地和一年生燕麦人工草地的生物量特征,净第一性生产力和光能转化率。位于阴坡的天然杜鹃+柳—苔藓草地和珠芽蓼草地的地上和地下生物量都较大。灌溉、施肥、翻耕和播种措施,可提高培育的草地的地上生物量和现存量,并降低地下生物量和现存量(活根量)。天然草地中珠芽蓼草地的地上、地下和地上+地下的净第一性生产力均最高,杜鹃+柳—苔藓草地最小。三类培育的草地的地上部分净第一性生产力显著较其原生草地——线叶嵩草草地为高,并依培育强度而递增;但地下部分显著较低,并依培育强度而递减。杜鹃+柳—苔藓草地、珠芽蓼草地和线叶嵩草草地的地上部分光能转化率分别为0.074、0.155和0.110%。三类培育的草地地上部分的光能转化率大于天然草地,地下部分小于天然草地,全群落的光能转化率只有燕麦草地大于天然草地。     

陕北黄土高原大油芒群落生物量初步研究

本文研究了陕北黄土高原区森林地带分布面积广、草质优良,而且在畜牧业生产中有重要意义的大油芒群落生物量,测定了地上、地下生物量以及季节和空间变化。研究结果表明,大油芒群落生物量季节动态较为明显,9月中旬地上生物量达到峰值(243.1g／m2);地下生物量在返青期较高,生长旺盛期略偏低,枯黄期最高,这同植物生长发育阶段的物质运转有关。     

黑河中游荒漠草地地上和地下生物量的分配格局

草地生态系统中地上和地下生物量的分配方式对于研究生态系统碳储量和碳循环有着重要的意义。为了解黑河中游荒漠草地的地上和地下生物量分配格局, 从群落和个体两个水平对黑河中游的地上和地下生物量进行了调查。结果表明: 群落水平上地上生物量介于3.2-559.2 g·m^-2之间, 地下生物量介于3.3-188.2 g·m^-2之间, 个体水平上地上生物量介于6.1-489.0 g·株^-1之间, 地下生物量介于2.4-244.2 g·株^-1之间, 群落水平上的根冠比(R/S)为0.10-2.49, 个体水平上为0.07-1.55, 地下生物量均小于地上生物量, 群落水平上R/S值大于个体水平。群落和个体水平地上和地下生物量的拟合斜率分别为1.1001和0.9913, 与1没有显著差异, 说明地上与地下生物量呈等速生长关系。群落和个体水平土壤表层0-20 cm和0-30 cm的根系生物量分别占全部根系生物量的89.81%、96.95%和81.42%、93.62%, 表明地下生物量主要集中在0-20 cm和0-30 cm土壤表层。     

假苇拂子茅群落生物量初步研究

本文研究了假苇子拂子茅群落的生物量,测定了地上和地下生物量及其季节和空间变化。研究结果表明,假苇拂子茅群落生物量季节动态较为明显,９月中旬地上生物量达峰值;地下生物量主要集中在０－１０ｃｍ,季节变化亦很明显,５月最低,９月达峰值,最低值和最高值出现都与春季营养体萌发有关,假苇拂子茅群落Ｆ／Ｃ值偏低,峰值期仅为０．３８８。     

黄土区不同恢复年限草地群落生物量及根冠比对氮添加的响应

大气氮沉降增加作为全球变化的主要环境问题之一,已引发人们的广泛关注,持续的氮沉降对草地生态系统的组成、结构和功能产生重要影响。为深入了解草地恢复进程中群落生物量和根冠比对氮沉降的响应,以黄土区3个不同恢复年限（初期12a、中期28a和后期37a）的天然草地为研究对象,通过设置6个氮添加水平,CK （0）、N1（2.34g m^-2a^-1）、N2（4.67g m^-2a^-1）、N3（9.34g m^-2a^-1）、N4（18.68g m^-2a^-1）、N5（37.35g m^-2a^-1）来测定草地群落地上生物量、地下生物量和总生物量,并计算根冠比和氮响应效率（NRE）。结果表明：（1）地上生物量在恢复中期最大,随氮添加梯度增加,地上生物量在恢复初期和恢复后期呈不显著上升趋势,对氮添加表现为非线性的正响应（ΔNRE>0）,在恢复中期呈不显著下降趋势,对氮添加表现为非线性的负响应（ΔNRE<0）。（2）群落地下生物量对氮添加无显著响应,总生物量只有在恢复后期的N4添加水平下,与对照存在显著差异。（3）根冠比在恢复初期时,N3添加水平下显著高于对照和其他氮添加水平,其余恢复年限对氮添加无显著响应。综上所述,通过分析比较黄土区不同恢复年限草地群落的地上、地下及总生物量和根冠比对氮添加的响应。建议对该区域开展试点实验,实行适应性草地管理,如进行两年一次刈割或轻度放牧（2只羊/hm²）,来探寻更科学有效的管理措施,使草地实现系统性恢复,进而满足生态系统容量和社会需求的变化。